Nanoteknologi Sekarang - Siaran Pers: Dengan metode eksperimental baru, para peneliti menyelidiki struktur putaran dalam bahan 2D untuk pertama kalinya: Dengan mengamati struktur putaran dalam graphene "sudut-ajaib", tim ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti Brown University telah menemukan solusi untuk waktu yang lama penghalang jalan -berdiri di bidang dua

Nanoteknologi Sekarang – Siaran Pers: Dengan metode eksperimental baru, para peneliti menyelidiki struktur spin dalam bahan 2D untuk pertama kalinya: Dengan mengamati struktur spin dalam graphene “magic-angle”, tim ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti Brown University telah menemukan solusi untuk waktu yang lama penghalang jalan -berdiri di bidang dua

Teknologi NanoStempel Waktu: 15 Mei 2023 11

Node Sumber: 2653768

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Beranda > Tekan > Dengan metode eksperimental baru, para peneliti menyelidiki struktur putaran dalam material 2D untuk pertama kalinya: Dengan mengamati struktur putaran dalam graphene “sudut ajaib”, tim ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti Brown University telah menemukan solusi untuk hambatan yang sudah lama ada di bidang material XNUMXD. bidang dua

Dengan mengamati struktur putaran dalam graphene “sudut ajaib”, tim ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti Brown University telah menemukan solusi untuk hambatan lama di bidang elektronik dua dimensi. KREDIT Jia Li/Universitas Brown

Abstrak:
Selama dua dekade, fisikawan telah mencoba memanipulasi secara langsung putaran elektron dalam material 2D seperti graphene. Hal ini dapat memicu kemajuan penting dalam dunia elektronik 2D yang sedang berkembang, sebuah bidang di mana perangkat elektronik super cepat, kecil, dan fleksibel melakukan komputasi berdasarkan mekanika kuantum.

Dengan metode eksperimental baru, para peneliti menyelidiki struktur putaran dalam bahan 2D untuk pertama kalinya: Dengan mengamati struktur putaran dalam graphene "sudut-ajaib", tim ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti Brown University telah menemukan solusi untuk penghalang jalan yang sudah lama ada di lapangan. dari dua

Providence, RI | Diposting pada 12 Mei 2023

Penghalangnya adalah cara umum para ilmuwan mengukur putaran elektron - sebuah perilaku penting yang memberikan struktur pada segala sesuatu di alam semesta fisik - biasanya tidak berfungsi dalam material 2D. Hal ini membuat sangat sulit untuk sepenuhnya memahami materi dan mendorong kemajuan teknologi berdasarkan materi tersebut. Namun tim ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti Brown University yakin mereka kini memiliki cara untuk mengatasi tantangan yang sudah berlangsung lama ini. Mereka menjelaskan solusinya dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Nature Physics.

Dalam studi tersebut, tim – yang juga termasuk ilmuwan dari Pusat Teknologi Nano Terpadu di Sandia National Laboratories, dan Universitas Innsbruck – menggambarkan apa yang mereka yakini sebagai pengukuran pertama yang menunjukkan interaksi langsung antara elektron yang berputar dalam material 2D dan foton yang datang. dari radiasi gelombang mikro. Disebut kopling, penyerapan foton gelombang mikro oleh elektron membentuk teknik eksperimental baru untuk mempelajari secara langsung sifat bagaimana elektron berputar dalam bahan kuantum 2D ini – yang dapat berfungsi sebagai landasan untuk mengembangkan teknologi komputasi dan komunikasi berdasarkan bahan tersebut, menurut kepada para peneliti.

“Struktur putaran adalah bagian terpenting dari fenomena kuantum, namun kami belum pernah melakukan penyelidikan langsung terhadapnya dalam material 2D ini,” kata Jia Li, asisten profesor fisika di Brown dan penulis senior penelitian tersebut. “Tantangan ini menghalangi kita untuk mempelajari teori spin pada material menarik ini selama dua dekade terakhir. Kami sekarang dapat menggunakan metode ini untuk mempelajari banyak sistem berbeda yang tidak dapat kami pelajari sebelumnya.”

Para peneliti melakukan pengukuran pada material 2D yang relatif baru yang disebut graphene bilayer bengkok “sudut ajaib”. Bahan berbasis graphene ini tercipta ketika dua lembar lapisan karbon ultra tipis ditumpuk dan dipelintir ke sudut yang tepat, mengubah struktur berlapis ganda baru menjadi superkonduktor yang memungkinkan listrik mengalir tanpa hambatan atau pemborosan energi. Baru ditemukan pada tahun 2018, para peneliti fokus pada materi tersebut karena potensi dan misteri yang melingkupinya.

“Banyak pertanyaan besar yang diajukan pada tahun 2018 masih belum terjawab,” kata Erin Morissette, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Li di Brown yang memimpin penelitian tersebut.

Fisikawan biasanya menggunakan resonansi magnetik nuklir atau NMR untuk mengukur putaran elektron. Mereka melakukan ini dengan menarik sifat magnetik nuklir dalam bahan sampel menggunakan radiasi gelombang mikro dan kemudian membaca tanda-tanda berbeda yang ditimbulkan oleh radiasi ini untuk mengukur putaran.

Tantangan material 2D adalah tanda magnetik elektron sebagai respons terhadap eksitasi gelombang mikro terlalu kecil untuk dideteksi. Tim peneliti memutuskan untuk berimprovisasi. Alih-alih mendeteksi secara langsung magnetisasi elektron, mereka mengukur perubahan halus dalam resistansi elektronik, yang disebabkan oleh perubahan magnetisasi dari radiasi menggunakan perangkat yang dibuat di Institute for Molecular and Nanoscale Innovation di Brown. Variasi kecil dalam aliran arus elektronik ini memungkinkan para peneliti menggunakan perangkat tersebut untuk mendeteksi bahwa elektron menyerap foto dari radiasi gelombang mikro.

Para peneliti dapat mengamati informasi baru dari percobaan. Tim tersebut memperhatikan, misalnya, bahwa interaksi antara foton dan elektron membuat elektron di bagian tertentu sistem berperilaku seperti dalam sistem anti-feromagnetik – yang berarti magnetisme beberapa atom dihilangkan oleh sekumpulan atom magnetik yang bersifat magnetis. sejajar dengan arah sebaliknya.

Metode baru untuk mempelajari putaran dalam material 2D dan temuannya saat ini tidak akan dapat diterapkan pada teknologi saat ini, namun tim peneliti melihat potensi penerapan metode ini di masa depan. Mereka berencana untuk terus menerapkan metode mereka pada graphene bilayer yang dipilin tetapi juga memperluasnya ke material 2D lainnya.

“Ini adalah perangkat yang sangat beragam yang dapat kita gunakan untuk mengakses bagian penting dari tatanan elektronik dalam sistem yang sangat berkorelasi ini dan secara umum untuk memahami bagaimana elektron dapat berperilaku dalam material 2D,” kata Morissette.

Eksperimen tersebut dilakukan dari jarak jauh pada tahun 2021 di Pusat Teknologi Nano Terpadu di New Mexico. Mathias S. Scheurer dari Universitas Innsbruck memberikan dukungan teoritis untuk memodelkan dan memahami hasilnya. Pekerjaan tersebut termasuk pendanaan dari National Science Foundation, Departemen Pertahanan AS, dan Kantor Sains Departemen Energi AS.

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
Juan Siliezar
Brown University
Kantor: 401-863-3766

Hak Cipta © Universitas Brown

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: